[go: up one dir, main page]

RU2584156C2 - Производные трис(2-гидроксифенил)метана, их получение и применение - Google Patents

Производные трис(2-гидроксифенил)метана, их получение и применение Download PDF

Info

Publication number
RU2584156C2
RU2584156C2 RU2012155044/04A RU2012155044A RU2584156C2 RU 2584156 C2 RU2584156 C2 RU 2584156C2 RU 2012155044/04 A RU2012155044/04 A RU 2012155044/04A RU 2012155044 A RU2012155044 A RU 2012155044A RU 2584156 C2 RU2584156 C2 RU 2584156C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
group
residues
tris
hydrogen
hydroxyphenyl
Prior art date
Application number
RU2012155044/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012155044A (ru
Inventor
ГАРСИА Марта РЕЙНОСО
Гюнтер ЕТТЕР
Вандана КУРКАЛ-ЗИБЕРТ
Бьерн ХАЙНЦ
Кристиан Биттнер
Маркус ХАНШ
Роман Бенедикт РЭТЕР
Original Assignee
Басф Се
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Басф Се filed Critical Басф Се
Publication of RU2012155044A publication Critical patent/RU2012155044A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2584156C2 publication Critical patent/RU2584156C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02Ethers
    • C07C43/20Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C43/23Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring containing hydroxy or O-metal groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02Ethers
    • C07C43/20Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C43/205Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring the aromatic ring being a non-condensed ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C305/00Esters of sulfuric acids
    • C07C305/02Esters of sulfuric acids having oxygen atoms of sulfate groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton
    • C07C305/04Esters of sulfuric acids having oxygen atoms of sulfate groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton being acyclic and saturated
    • C07C305/10Esters of sulfuric acids having oxygen atoms of sulfate groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton being acyclic and saturated being further substituted by singly-bound oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • C08G65/22Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2603Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen
    • C08G65/2606Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups
    • C08G65/2612Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups containing aromatic or arylaliphatic hydroxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к новым производным трис(2-гидроксифенил)метана общей формулой (I), обладающим поверхностно-активными свойствами, где
R независимо друг от друга означают от 0 до 4 неразветвленных или разветвленных алифатических углеводородных остатков с 1-6 атомами углерода в каждом фенильном кольце,
R1 означает остаток, выбранный из группы, включающей водород, гидроксил и углеводородные группы с 1-6 атомами углерода,
R2 независимо друг от друга означают остатки общей формулы (III) -(R5-O-)n-R6-X, в которой n означает число от 1 до 50,
причем остатки R5 независимо друг от друга выбраны из группы, включающей остатки R7, R8 и R9:
Figure 00000021
,
причем R6, X, R10 и R11 независимо друг от друга означают:
R6 означает простую связь или алкиленовую группу с 1-10 атомами углерода,
Х означает водород или гидрофильную группу, причем гидрофильная группа является кислотной группой или остатком, содержащим по меньшей мере одну ОН-группу,
R10 означает водород или алифатический углеводородный остаток с 1-6 атомами углерода,
R11 означает группу формулы -(R5-O-)m-R6-X, в которой m означает число от 0 до 50,
и причем общее число z всех групп R5 в остатке R2 составляет от 1 до 50 при условии, что если по меньшей мере один Х означает водород, то z означает число от 2 до 50. 13 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл., 6 пр.

Description

Изобретение относится к производным трис(2-гидроксифенил)метана нового типа, которые в качестве функциональных групп содержат полиалкоксильные группы или модифицированные концевыми гидрофильными группами полиалкоксильные группы. Кроме того, изобретение относится к получению указанных соединений, а также к их применению прежде всего в качестве поверхностно-активных веществ и загустителей.
Трис(2-гидроксифенил)метаны, а также различные производные трис(2-гидроксифенил)метанов в принципе известны.
В публикации G. Casiraghi, G. Casnati, M. Cornia, Tetrahedron Letters, No. 9, 679-682 (1973) описан синтез моноалкилированных или диалкилированных трис(2-гидроксифенил)метанов путем превращения соответствующих фенолов с триэтилортоформиатами.
В статье M.B. Dinger, M.J. Scott, Chem. Commun., 1999, 2525/2526, Inorg. Chem. 2000, 39, 1238-1254, а также Inorg. Chem. 2001, 40, 1029-1036, описан синтез различных трис(3,5-диалкил-2-гидроксифенил)метанов, которые в качестве алкильных остатков содержат метильные, трет-бутильные и трет-пентильные остатки. Трисгидроксисоединения используют в качестве комлексообразователей для цинка и ионов щелочных металлов.
Кроме того, в публикации М.B. Dinger, M.J. Scott, Eur J. Org. Chem., 2000, 2467-2478 описано дальнейшее превращение гидроксильных групп трис-(3,5-диалкил-2-гидроксифенил)метанов. Гидроксильные функциональные группы могут быть преобразованы путем превращения со сложными эфирами галогензамещенных карбоновых кислот и гидролиза и/или дальнейших превращений. Так, например, в цитируемой публикации описаны трис(3,5-ди-трет-бутил-2-карбоксиметоксифенил)метан, трис(3,5-ди-трет-бутил-2-[(диметиламидо)метокси]фенил)метан, трис(3,5-ди-трет-бутил-2-[N-(метилглицил)карбонилметокси]фенил}метан и трис(3,5-ди-трет-бутил-2-[(бензиламинокарбонил)метокси]фенил)метан. Указанные производные можно использовать в качестве комлексообразователей, например, для ионов цинка(II).
В публикации K. Matloka, A. Gelis, M. Regalbuto, G. Vandegift, M.J. Scott, Dalton Trans., 2005, 3719-3721, соответственно Separation Science and Technology, 41, 2006, 2129-2146, а также в публикации M.W. Peters, E.J. Werner, M.J. Scott, Inorg. Chem., 2002, 41, 1701-1716 описаны функционализированные трис(3,5-диалкил-2-гидроксифенил)метаны, а именно трехпозиционные дигликольамиды, и их применение для комплексообразования и выделения лантанидов. В качестве промежуточных продуктов синтеза используют трис(3,5-диалкил-2-гидроксифенил)метаны, гидроксильные группы которых этерифицированы посредством ω-амино- или соответственно цианоалкильных групп.
Кроме того, в публикации R. Mitra, M.W. Peters, M. Scott, Dalton Trans., 2007, 3924-3935, описаны производные трис(2-гидроксифенил)метана, которые содержат концевые 2-пиридилметилпиперазиновые группы. Эти соединения, молекулы которых способны связывать ионы цинка, используют в качестве катализаторов синтеза фосфатных диэфиров. В качестве промежуточного продукта многостадийного синтеза в публикации указан трис[2-(2-гидроксилэтокси)-3-метил-5-трет-бутилфенил]метан.
Из европейского патента EP 597806 A1 известны содержащие циклогексильные группы глицидиловые эфиры для применения в качестве реакционноспособных разбавителей, средств для повышения упругости или промоторов адгезии. В качестве промежуточных продуктов их синтеза описаны различные трис(2-гидроксифенил)метаны, в том числе такие, гидроксильная функциональная группа которых этерифицирована (замещенной) 2-гидроксиэтильной группой.
В патенте США US 2009/0155714 A1 описаны композиции для получения фоторезистов. В качестве компонента подобных композиций используют различные производные трис(2-гидроксифенил)метана, гидроксильная функциональная группа которых соответственно этерифицирована различными карбоновыми кислотами.
Известно, что поверхностно-активные вещества при их концентрации, превышающей критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ), объединяются в мицеллы. Форма подобных водорастворимых агрегатов зависит от структуры ПАВ, а также от внешних параметров, таких как температура или концентрация электролита. В типичных случаях при концентрации ПАВ выше концентрации мицеллообразования возможно образование сферических или палочкообразных мицелл.
При определенных структурных условиях и/или внешних параметрах возможно также образование удлиненных нитевидных или червеобразных мицелл или ассоциатов. В результате этого уже при относительно низких концентрациях ПАВ происходит перепутывание и перехлестывание подобных удлиненных агрегатов, что обусловливает сильное возрастание вязкости раствора ПАВ. Предпосылкой для этого является определенная временная минимальная стабильность мицелл. Подобная временно образующаяся из мицелл поверхностно-активного вещества сетка в реологическом отношении характеризуется как вязкой, так и упругой реакцией, в связи с чем в общем случае говорят о вязкоупругих растворах ПАВ. Мицеллы высвобождают отдельные ПАВ, мицеллярная система поглощает поверхностно-активные вещества, мицеллы распадаются и образуются вновь. Мицеллы ПАВ, образующие вязкоупругие сетки, обладают чрезвычайно высокой стабильностью, то есть характеризуются длительным временем, прежде чем происходит их распад на отдельные фрагменты и повторное формирование, в связи с чем мицеллярная сетка способна сопротивляться воздействию усилий сдвига на раствор ПАВ, а, следовательно, обладает как вязкой, так и упругой реакцией. Другие подробности относительно образующих вязкоупругие червеобразные мицеллы ПАВ, таких как п-толуолсульфонат гексадецилтриметиламмония или салицилат цетилпиридиния, приведены, например, в публикации Н. Hoffmann и другие, Adv. Colloid Interface Sci., 1982, 17, 275-298 или М.R. Rojas и другие, Journal of Colloid and Interface Science, 342 (2010) 103-109.
В связи с указанными выше свойствами вязкоупругие ПАВ особенно пригодны для использования в качестве загустителей и могут находить применение в разных областях техники.
Из патента США US 2005/0155762 известны бетаины с алкильными цепями из 14-24 атомов углерода, например олеиламидопропилбетаин или эруциламидопропилбетаин, в качестве вязкоупругих ПАВ с загущающим действием.
Из патента США US 7461694 B2 известны цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества с алкильными цепями из 16-24 атомов углерода в качестве вязкоупругих ПАВ.
В международной заявке WO 2008/100436 A1 описана смесь, состоящая из вязкоупругих катионных, анионных или цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ и полимера. Алкильные цепи подобных ПАВ состоят из 12-25 атомов углерода.
Согласно цитированным выше публикациям для формирования вязкоупругих растворов ПАВ используют соответствующие поверхностно-активные вещества с длинными алкильными цепями. Недостаток вязкоупругих ПАВ с длинными алкильными цепями состоит в том, что при контакте с неполярными жидкостями они подвержены солюбилизации, вследствие которой червеобразные мицеллы превращаются в сферические агрегаты и вязкоупругие свойства утрачиваются. Кроме того, подобные вязкоупругие ПАВ в контакте с другими поверхностно-активными веществами как правило образуют смешанные мицеллы, вследствие чего также возможна утрата вязкоупругих свойств. Структуры с короткими алкильными цепями или структуры, которые отличаются от обычного линейного структурного принципа поверхностно-активных веществ, как правило образуют сферические мицеллы или лишь короткие анизометрические агрегаты, а, следовательно, формирование вязкоупругих растворов ПАВ отсутствует.
Наиболее известными вязкоупругими поверхностно-активными веществами являются катионные ПАВ, такие как п-толуолсульфонат гексадецилтриметиламмония или салицилат цетилпиридиния. Катионные ПАВ с длинными алкильными остатками являются чрезвычайно экотоксичными веществами (смотри например, Versteeg и другие, Chemosphere 24 (1992) 641). Кроме того, поскольку катионные ПАВ обладают положительным зарядом, они особенно хорошо адсорбируются на поверхностях и при некоторых применениях утрачивают эффективность. Таким образом, существует потребность в поверхностно-активных веществах с благоприятным экотоксикологическим комплексом свойств и ограниченной склонностью к адсорбции.
В основу настоящего изобретения была положена задача найти соединения нового типа, которые должны быть особенно пригодны для формирования вязкоупругих растворов поверхностно-активных веществ.
Неожиданно было обнаружено, что посредством пригодного синтеза производных трис(2-гидроксифенил)метана можно получать соединения нового типа с новым комплексом свойств. В частности, можно получать поверхностно-активные вещества, пригодные для приготовления вязкоупругих растворов поверхностно-активных веществ.
В соответствии с этим были обнаружены производные трис(2-гидрокси-фенил)метана общей формулы (I):
Figure 00000001
в которой остатки R1, R2 и R означают:
R независимо друг от друга означают от 0 до 4 углеводородных остатков с 1-30 атомами углерода в каждом фенильном кольце,
R1 означает остаток, выбранный из группы, включающей водород, гидроксил, фтор, хлор, бром, йод и углеводородные группы с 1-30 атомами углерода,
R2 независимо друг от друга означают остатки общей формулы (III) -(R5-O-)n-R6-X, в которой n означает число от 1 до 50,
причем остатки R5 независимо друг от друга выбраны из группы, включающей остатки R7, R8 и R9:
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
,
причем R6, X, R10 и R11 независимо друг от друга означают:
R6 означает простую связь или алкиленовую группу с 1-10 атомами углерода, которая при необходимости может быть замещена функциональными группами,
X означает водород или гидрофильную группу,
R10 означает водород или углеводородный остаток с 1-6 атомами углерода,
R11 означает группу формулы -(R5-O-)m-R6-X, в которой m означает число от 0 до 50,
и причем общее число z всех групп R5 в остатке R2 составляет от 1 до 50 при условии, что если по меньшей мере один X означает водород, то z означает число от 2 до 50.
Кроме того, обнаружено получение указанных соединений, а также их применение прежде всего в качестве поверхностно-активных веществ и загустителей.
Ниже приведено более подробное описание изобретения.
Соединения согласно изобретению
Под соединениями согласно изобретению подразумевают производные трис(2-гидроксифенил)метана общей формулы (I):
Figure 00000001
Остаток R1 выбран из группы, включающей водород, гидроксил, фтор, хлор, бром, йод и неразветвленные, разветвленные или циклические, алифатические и/или ароматические углеводородные группы с 1-30 атомами углерода. Остаток R1 предпочтительно означает водород, хлор, неразветвленную или разветвленную алкильную группу с 1-12 атомами углерода или бензильную группу. Остаток R1 особенно предпочтительно означает водород.
Три фенильных кольца независимо друг от друга соответственно могут быть замещены в положениях 3, 4, 5 и 6 углеводородными остатками R с 1-30 атомами углерода, причем указанные остатки могут быть упорядочены любым образом. Речь при этом предпочтительно идет о замещении каждого фенильного кольца одной или двумя группами R. Группы R могут быть неразветвленными, разветвленными или циклическими, алифатическими и/или ароматическими углеводородными группами. Речь при этом предпочтительно идет о предпочтительно неразветвленных, разветвленных или циклических алифатических углеводородных группах с 1-20 атомами углерода, особенно предпочтительно с 1-12 атомами углерода. Примерами пригодных групп R являются метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изопропил, трет-бутил, н-пентил, 1,1-диметилпропил, 2,2-диметилпропил, 3-метилбутил, гексил, 2-этилгексил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил, додецил, циклопентил, циклогексил, адамантил или бензил.
Соединения согласно изобретению предпочтительно обладают общей формулой (II):
Figure 00000005
R3 и R4 в формуле (II) в каждом случае независимо друг от друга означают водород или углеводородные остатки с 1-30 атомами углерода, предпочтительно с 1-20 атомами углерода, особенно предпочтительно с 1-12 атомами углерода. Углеводородные остатки могут быть неразветвленными, разветвленными, циклическими, алифатическими и/или ароматическими.
Речь при этом идет предпочтительно о неразветвленных, разветвленных или циклических алифатических углеводородных группах с 1-20 атомами углерода, особенно предпочтительно с 1-12 атомами углерода, еще более предпочтительно о неразветвленных или разветвленных алифатических углеводородных остатках с 1-6 атомами углерода.
Примерами пригодных углеводородных остатков являются метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, н-пентил, 1,1-диметил-пропил, 2,2-диметилпропил, 3-метилбутил, гексил, 2-этилгексил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил, додецил, циклопентил, циклогексил или адамантил.
R3 и R4 предпочтительно означают водород, метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, н-пентил, 1,1-диметилпропил, 2,2-диметилпропил, 3-метилбутил или 1,1,3,3-тетраметилбутил, особенно предпочтительно трет-бутил.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из остатков R3 или R4 не означает водород, причем особенно предпочтительно, если R3 не означает водород. Еще более предпочтительно, если оба остатка R3 и R4 в каждом случае не означают водород. Предпочтительные, особенно предпочтительные и еще более предпочтительные комбинации остатков R3 и R4 приведены в таблицах 1, 2 и 3.
Таблица 1
Перечень предпочтительных комбинаций остатков R3 и R4
R3 R4
трет-бутил водород
трет-бутил метил
трет-бутил этил
трет-бутил трет-бутил
метил метил
метил трет-бутил
1,1-диметилпропил водород
1,1-диметилпропил метил
1,1-диметилпропил этил
1,1-диметилпропил трет-бутил
1,1-диметилпропил 1,1-диметилпропил
1,1,3,3-тетраметилбутил 1,1,3,3-тетраметилбутил
трет-бутил 1,1,3,3-тетраметилбутил
Таблица 2
Перечень особенно предпочтительных комбинаций остатков R3 и R4
R3 R4
трет-бутил метил
трет-бутил трет-бутил
1,1-диметилпропил метил
1,1-диметилпропил 1,1-диметилпропил
1,1,3,3-тетраметилбутил 1,1,3,3-тетраметилбутил
трет-бутил 1,1,3,3-тетраметилбутил
Таблица 3
Перечень в высшей степени предпочтительных комбинаций остатков R3 и R4
R3 R4
трет-бутил трет-бутил
1,1-диметилпропил 1,1-диметилпропил
1,1,3,3-тетраметилбутил 1,1,3,3-тетраметилбутил
трет-бутил 1,1,3,3-тетраметилбутил
В высшей степени предпочтительно как R3, так и R4 означают трет-бутил.
Остатки R2 в приведенных выше формулах (I) и (II) независимо друг от друга обладают общей формулой (III) -(R5-O-)n-R6-X.
Остатки R5 в формуле (III) независимо друг от друга выбраны из группы, включающей остатки R7, R8 и R9:
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
При этом остатки R10 в группах R7 независимо друг от друга означают водород или углеводородные остатки с 1-6 атомами углерода, предпочтительно алифатические углеводородные остатки с 1-6 атомами углерода. Вместо указанной в формуле (III) ориентации -CH2-CH(R10) алкиленовая группа может быть встроена также в полиоксиалкиленовую в обратной ориентации -CH(R10)-CH2- Формула (III) предусматривает возможность обеих ориентации, что, очевидно, относится и к соответствующей полиоксиалкиленовой цепи. Примерами остатка R10 являются водород, метил, этил, н-пропил или фенил. Остаток R10, в частности, означает водород, метил, этил или н-пропил, предпочтительно водород, метил или этил, особенно предпочтительно водород или метил.
Группы R11 в группах R8 и R9 обладают общей формулой -(R5-O-)m-R6-X, в которой m означает число от 0 до 50. Таким образом, группа -R6-X может быть соединена с атомом кислорода непосредственно (если m означает 0) или через полиалкоксильную группу (если m>0). Поскольку в последнем случае сама группа R11 также может содержать группы R8 и R9, группы R2 могут являться также многократно разветвленными группами.
Остатки R7, R8 и R9 могут быть упорядочены в группах R2 любым образом, например статистически, блочно, в чередующейся последовательности или с градиентом.
Группа X в указанных выше остатках соответственно означает водород или гидрофильную группу. Гидрофильная группа предпочтительно содержит один или несколько атомов кислорода. В зависимости от типа остатка R2 он может содержать только одну группу X или несколько групп X. Гидрофильными группами, в частности, могут являться кислотные группы, предпочтительно выбранные из группы, включающей карбоксильные группы -COOM, сульфокислотные группы -SO3M, сульфатные группы -OSO3M, группы фосфоновой кислоты -PO2M2 и группы фосфорной кислоты -OPO3M2, причем M означает H+ или k-валентный противоион 1/kYk+. Следовательно, кислотные группы могут находиться в виде свободной кислоты и/или в виде ее соли. В случае если M не означает H+, под M предпочтительно подразумевают одновалентный противоион, например, N H 4 +
Figure 00000006
, ионы аммония с органическими остатками или ионы щелочных металлов. Предпочтительные кислотные группы выбраны из группы, включающей карбоксильные группы -COOM, сульфокислотные группы -SO3M и сульфатные группы -OSO3M, причем особенно предпочтительными являются сульфатные группы -OSO3M.
Кроме того, к предпочтительным гидрофильным группам относятся остатки, содержащие по меньшей мере одну гидроксильную группу, предпочтительно по меньшей мере две гидроксильные группы, в частности моносахаридные или олигосахаридные остатки, предпочтительно моносахаридные остатки. Речь при этом идет в принципе о сахаридах любых типов. Предпочтительно можно использовать остатки, производные пентоз и гексоз, прежде всего гексоз. Примерами пригодных моносахаридов являются глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза и рибоза. Предпочтительно можно использовать остаток, производный глюкозы. Речь может идти также о производных сахаридов, например, о продуктах, получаемых путем восстановления или окисления сахаридов. Подобными производными сахаридов могут являться, в частности, сахарные кислоты, например глюконовая кислота.
Примерами других гидрофильных групп являются, например, аминоксидные группы.
Остаток R6 означает простую связь или алкиленовую группу с 1-10 атомами углерода, предпочтительно с 1-3 атомами углерода, которая при необходимости может содержать в качестве заместителей функциональные группы, в частности гидроксильную группу. Примерами подобных алкиленовых групп являются группы -CH2-, -CH2CH2-, -CH2-CH2-CH2- или -CH2-CH(OH)-CH2-.
Общее число всех групп R5 в остатке R2, то есть групп R5 в основной группе, а также групп R5 в возможно имеющихся разветвлениях, в нижеследующем описании обозначают индексом z. В случае если речь идет о неразветвленной группе R2, индексу z соответствует n.
Согласно изобретению в случае если по меньшей мере одна группа X означает водород, z означает число от 2 до 50, в то время как в случае если группа X не означает водород, z означает число 1 до 50. При этом z, n и m являются средними числами содержащихся в молекуле алкоксильных групп, причем среднее число, очевидно, не должно являться натуральным числом, а может быть также положительным рациональным числом. Вне зависимости от природы заместителя X как правило z означает число от 2 до 50, в частности от 4 до 40, предпочтительно от 5 до 30, особенно предпочтительно от 8 до 20, и в высшей степени предпочтительно от 10 до 15.
Специалисты выбирают возможные группы формулы (III), а также остатки R1, R2, R3 и R4 в зависимости от сферы применения соответствующих соединений.
В первом предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере одним из остатков R5 является остаток R7. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения все остатки R5 являются остатками R7. В случае если остатки R7 содержат разные остатки R10, они могут быть упорядочены любым образом, например, статистически, блочно, в чередующейся последовательности или с грандиентом. Остатки R10 по меньшей мере в части остатков R5 от их общего числа (z) предпочтительно означают водород, причем, в частности, по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 50%, особенно предпочтительно по меньшей мере 80%, в высшей степени предпочтительно все остатки R10 означают водород.
Во втором предпочтительном варианте осуществления изобретения остатками R2 являются группы формулы (IIIa) -(R7-O-)n-R6-X. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения остаток R8 и остаток R9 отсутствуют. Особенно предпочтительно речь идет о группах формулы (IIIb) -(R7-O-)n-H, то есть X означает водород и R6 означает простую связь. В группах формул (IIIa) и (IIIb) n означает число от 5 до 30, особенно предпочтительно от 8 до 20, в высшей степени предпочтительно от 10 до 15. В случае R10 в остатках R7, то есть в случае -CH2-CH(R10)-, остатки R10 независимо друг от друга выбраны из группы, включающей водород, метил и этил, причем по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 80% и в высшей степени предпочтительно 100% остатков R10 означают водород. В случае нескольких разных остатков они могут быть упорядочены статистически, в чередующейся последовательности или блочно. В случае блочного упорядочения остатков R10 предпочтительно, если концевой блок образован этиленоксидными группами (то есть R10 означает водород).
В третьем предпочтительном варианте осуществления изобретения остатками R2 являются группы формулы (IIIc) -(-CH2-CH(R12)-O-)a-(-CH2-CH2-O-)b-H, причем оба блока упорядочены в указанной в этой формуле последовательности. Следовательно, речь в данном случае также идет о варианте, в соответствии с которым в остатках R2 присутствуют только группы R7, X означает водород и R6 означает простую связь. Остатками R12 в формуле (IIIc) являются углеводородные остатки с 1-6 атомами углерода, предпочтительно алифатические углеводородные остатки с 1-6 атомами углерода, предпочтительно метил и/или этил. Индекс «a» означает число от 1 до 49, предпочтительно от 1 до 10, и индекс «b» означает число от 1 до 49, предпочтительно от 1 до 20, при условии, что сумма a+b=n, причем n означает число от 2 до 50. Предпочтительно b≥a.
В четвертом предпочтительном варианте осуществления изобретения остатками R2 являются группы формулы (IIId) -(-CH2-CH(R13)-O-)n-R6-X, причем остаток X по меньшей мере в одной из групп R2 не означает водород. Остатки R13 в формуле (IIId) независимо друг от друга выбраны из группы, включающей водород, метил и этил, причем по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 50%, особенно предпочтительно по меньшей мере 80%, особенно предпочтительно 100% всех остатков R13 означают водород. В случае нескольких разных остатков R13 они могут быть упорядочены статистически, в чередующейся последовательности или блочно. При блочном упорядочении предпочтительно, если концевой блок образован этиленоксидными группами (то есть R13 означает водород). Под X в формуле (IIId) предпочтительно подразумевают карбоксильные группы -COOM, сульфокислотные группы -SO3M или сульфатные группы -OSO3M. Так, например, речь может идти о группах -(-CH2-CH(R13)-O-)n-H в комбинации с группами -(-CH2-CH(R13)-О-)n-SO3H. В данном варианте осуществления изобретения n предпочтительно означает число от 1 до 30.
В пятом предпочтительном варианте осуществления изобретения остатки R2 общей формулы (III) -(R5-O-)n-R6-X содержат группы R8 и/или R9. Речь при этом идет как об остатках R2, содержащих только группы R8 и/или R9, так и об остатках R2, которые помимо групп R8 и/или R9 содержат также группы R7. R10 в группах R7 предпочтительно означает водород, то есть речь идет о группах, производных этиленоксида.
В шестом предпочтительном варианте осуществления изобретения R2 являются остатками общей формулы (IIIe) -(-CH2XCH(CH2OH)-O-)c(CH2CH(R14)-O-)d-R6-X, причем сумма c+d=z. В формуле (IIIe) речь идет о мономерах R7 и R8, причем R11 означает водород. Остатки R14 в формуле (IIIe) независимо друг от друга выбраны из группы, включающей водород, метил и этил, причем меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 50%, особенно предпочтительно по меньшей мере 80%, особенно предпочтительно 100% остатков R14 означают водород. В данном варианте осуществления изобретения R6 предпочтительно означает простую связь и X предпочтительно означает водород.
В другом варианте осуществления изобретения производные трис(2-гидроксифенил)метана могут быть получены путем радикальной полимеризации сложных виниловых эфиров карбоновой кислоты в присутствии соединений общей формулы (I) или (II). Полимеризация сложных виниловых эфиров карбоновой кислоты в присутствии полиалкоксильных групп в принципе известна специалистам. При этом винилэфирные, олиговинилэфирные и/или поливинилэфирные группы прививают к полиалкоксильным группам, то есть образуются полиалкоксильные группы, которые содержат дополнительные боковые группы. Затем по меньшей мере часть поливинилэфирных групп гидролизуют, превращая в гидроксильные группы. Гидроксильные группы после этого при необходимости могут быть функционализированы группами -R6-X. Примером указанного синтеза является следующая реакционная схема:
Figure 00000007
Пригодными сложными виниловыми эфирами карбоновой кислоты являются, в частности, винилформиат, винилацетат и винилпропионат. Для модифицирования особенно пригодны, в частности, соединения, которые содержат группы (IIIb) или (IIIc).
Получение соединений согласно изобретению
Для получения соединений согласно изобретению сначала можно синтезировать трис(2-гидроксифенил)метановые соединения общей формулы (IV) или (V), которые содержат необходимые заместители R1, а также R, соответственно R3 и R4.
Figure 00000008
Figure 00000009
Методы получения указанных соединений подробно описаны в цитированной в начале описания литературе, например, в публикациях G. Casiraghi, G. Casnati, M. Cornia, Tetrahedron Letters, No.9, 679-682 (1973); М.В. Dinger, M.J. Scott, Chem. Commun., 1999, 2525/2526, Inorg. Chem. 2000, 39, 1238-1254 и Inorg. Chem. 2001, 40, 1029-1036; М.B. Dinger, M.J. Scott, Eur J. Org. Chem. 2000, 2467-2478; K. Matloka, A. Gelis, M. Regalbuto, G. Vandegift, M.J. Scott, Dalton Trans., 2005, 3719-3721; M.W. Peters, E.J. Werner, M. J. Scott, Inorg. Chem., 2002, 41, 1701-1716, и R. Mitra, M.W. Peters, M. Scott, Dalton Trans., 2007, 3924-3935.
На второй стадии трис(2-гидроксифенил)метановые соединения общей формулы (IV) или (V) можно алкоксилировать в принципе известными методами.
Осуществление алкоксилирования в принципе известно специалистам. Специалистам известно также, что на молекулярно-массовое распределение алкоксилатов можно воздействовать путем варьирования условий реакции, в частности путем выбора катализатора.
Для алкоксилирования используют алкиленоксиды с 2-8 атомами углерода, например этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид или оксид стирола. Предпочтительными являются соответствующие 1,2-алкиленоксиды. При использовании указанных алкиленоксидов образуются группы, которые содержат остатки R7.
Для формирования остатков R8 и R9 в качестве алкеноксида используют глицидол (VIa) или защищенный пригодной защитной группой R15 глицидол (VIb):
Figure 00000010
Figure 00000011
Группами R15 в принципе могут являться группы любых типов, способные защитить гидроксильную функциональную группу в процессе алкоксилирования. Группы R15 могут быть отщеплены в принципе известными методами после алкоксилирования или лишь после введения групп -R6-X. Группой R15 может являться, например, трет-бутильная или бензильная группа.
Поскольку после реакции незащищенного глицидола в цепи присутствуют две способные участвовать в дальнейших превращениях гидроксильные группы, в остатке R2 образуются указанные выше разветвления. С помощью защищенного глицидола в остаток R2 можно целенаправленно вводить группы R8 формулы -CH2-CH(CH2OH)-.
Алкоксилирование можно выполнять в виде катализируемой основанием реакции. Для этого трис(2-гидроксифенил)метановые соединения можно смешивать в реакторе высокого давления с гидроксидами щелочных металлов, предпочтительно с гидроксидом калия, или с алкоголятами щелочных металлов, например с метилатом натрия. Благодаря пониженному давлению (например, менее 100 мбар) и/или повышению температуры (от 30 до 150°C) можно отгонять присутствующую в смеси воду. После этого спирт находится в виде соответствующего алкоголята. Затем посредством инертного газа (например, азота) создают инертную атмосферу и при температуре от 60 до 180°C постепенно добавляют алкиленоксид(-ы) до максимального давления 10 бар. В конце реакции катализатор можно нейтрализовать путем добавления кислоты (например, уксусной или фосфорной кислоты) и при необходимости отделить путем фильтрования. Алкоксилирование при необходимости можно выполнять также в присутствии растворителя. В качестве растворителя можно использовать, например, толуол, ксилол, диметилформамид или этиленкарбонат.
Алкоксилирование спиртов можно выполнять также другими методами, например, путем катализируемого кислотой превращения. Кроме того, можно использовать, например, описанные в немецком патенте DE 4325237 A1 глины на основе двойных гидроксидов или катализаторы в виде двойных металлоцианидов. Пригодные двойные металлоцианидные катализаторы описаны, например, в немецком патенте DE 10243361 A1, в частности, в абзацах с [0029] по [0041], а также в цитируемой в этом документе литературе. Так, например, можно использовать катализаторы типа цинк-кобальт. Для осуществления реакции спирт R-OH можно смешивать с катализатором, обезвоживать смесь, как указано выше, и подвергать превращению с алкиленоксидами, как указано выше. Обычно используют не более 1000 м.д. катализатора в пересчете на смесь, причем катализатор в связи с его незначительным количеством можно оставлять в продукте превращения. Количество катализатора как правило может составлять менее 1000 м.д., например 250 м.д. и менее.
В качестве альтернативы алкоксилирование можно выполнять также путем превращения соединений формул (IV) и (V) с циклическими карбонатами, например, такими как этиленкарбонат.
Посредством алкоксилирования получают предлагаемые в изобретении соединения, а именно соединения, в которых Х означает водород. Они содержат концевые гидроксильные группы. Ниже в качестве примера приведены предлагаемые в изобретении соединения (VII), или соответственно (VIII), которые содержат состоящие из групп R7 полиалкоксильные цепи.
Figure 00000012
Figure 00000013
Для введения групп X, которые не означают водород, алкоксилированные производные трис(2-гидроксифенил)метана формулы (VII), или соответственно (VIII) с концевыми гидроксильными группами функционализируют пригодными методами группами -R6-X. В результате этого получают соединения общей формулы (IX), или соответственно (X):
Figure 00000014
Figure 00000015
Содержащие сульфатные группы -OSO3M производные можно получать путем превращения концевых гидроксильных групп с SO3, серной кислотой, хлорсерной кислотой или аминосульфокислотой (CAS-номер 5329-14-6) и последующей нейтрализации, например, раствором едкого натра. Указанное превращение можно осуществлять, например, в реакторе с падающей пленкой. При подобном превращении сульфатными группами замещают только концевые гидроксильные группы. При подобном превращении R6 означает двойную связь.
Содержащие сульфонатные группы -SO3M производные можно получать путем замещения гидроксильных групп хлором с использованием фосгена или тионилхлорида. Превращение можно выполнять в присутствии растворителя, например хлорбензола. При этом высвобождающийся HCl, а также высвобождающийся CO2 или SO2 можно удалять из системы предпочтительно отпариванием, что позволяет предотвратить отщепление эфира. Непосредственно после этого алкилалкоксихлорное соединение подвергают превращению с водным раствором сульфита натрия, причем хлорид замещают сульфитом, получая сульфонат. Замещение можно выполнять в присутствии средств для улучшения совместимости фаз (например, спиртов с 1-8 атомами углерода) при температуре от 100 до 180°C и давлении. В качестве альтернативы сульфонаты можно получать путем присоединения винилсульфокислоты к соединению (V). Подобный метод подробно описан, например, в европейском патенте EP 311961 A1. Кроме того, сульфонаты можно получать путем превращения соединений (V) с 1,3-пропансультоном или 1,4-бутансультоном. При этом получают сульфонаты с концевой группой -CH2-CH2-CH2-SO3M (то есть R6 означает CH2-CH2-CH2-), или соответственно -CH2-CH2-CH2-CH2-SO3M (то есть R6 означает CH2-CH2-CH2-CH2-). Соединения с концевой группой -CH2-CH(OH)-CH2-SO3M (R6 означает -CH2-CH(OH)-CH2-) можно получать путем превращения соединения (V) с эпихлоргидрином и последующего нуклеофильного замещения хлоридной группы сульфитом натрия.
Содержащие карбоксилатные группы -COOM производные можно получать путем окисления соединения (V). Для этого пригодны любые окислительные агенты (при необходимости в сочетании с пригодными катализаторами), которые способны окислять концевую гидроксильную группу соединения (V) в COOH-группу без существенного окисления других молекулярных фрагментов. Окисление можно выполнять, например, посредством воздуха или кислорода с использованием содержащего благородный металл катализатора (например, катализатора на основе палладия). В соответствии с данным вариантом синтеза получают концевую группу -CH2-COOM (то есть R6 означает -CH2-). Кроме того, карбоксилаты можно получать путем выполняемого по Майклу присоединения (мет)акриловой кислоты или сложного эфира (мет)акриловой кислоты к гидроксильным группам. В случае использования эфиров после присоединения их омыляют. В соответствии с данным вариантом синтеза в зависимости от используемого для присоединения реагента (акриловой или (мет)акриловой кислоты, соответственно их сложных эфиров) получают концевые группы -CH2-CH2-COOM или -CH2-CH(CH3)-COOM.
Фосфатные группы можно вводить путем превращения с фосфорным ангидридом, фосфонатные группы путем превращения с винилфосфоновой кислотой.
Соединения с моносахаридными или олигосахаридными группами можно получать путем превращения соответствующего сахарида, например глюкозы, в присутствии кислотного катализатора, например, такого как паратолуолсульфокислота, и н-бутанола в соответствующий бутилацеталь. Образующуюся реакционную воду можно удалять из реакционной смеси, создавая разрежение. После этого добавляют соединение (V) и переацетализацию ускоряют путем дистилляционного удаления бутанола из равновесия. Кислотный катализатор в конце реакции можно нейтрализовать путем добавления основания, например, NaOH или KOH.
В зависимости от типа групп R2 образующиеся соединения содержат только одну концевую группу -R6-X, а также несколько концевых и/или боковых групп -R6-X.
При введении концевых групп -R6-X превращению, очевидно, подлежат не все OH-группы соединений согласно изобретению с концевыми водородными группами. Возможным является превращение лишь части указанных групп, например в среднем лишь каждой третьей подобной группы. Благодаря этому свойства предлагаемых в изобретении соединений можно приводить в соответствие с их назначением.
В случае использования глицидола возможны разные варианты синтеза. При использовании незащищенного глицидола группы R2 могут быть разветвленными и могут содержать несколько концевых или боковых гидроксильных групп. Указанные группы можно подвергать полному или лишь частичному превращению в группы -R6-X. В случае частичного превращения его осуществляют статистически.
В случае использования защищенного глицидола (VIb) сначала образуется неразветвленная полиалкоксильная цепь с концевой гидроксильной группой и боковыми защищенными гидроксильными группами. Согласно первому варианту сначала можно реализовать отщепление защитных групп, а затем введение групп -R6-X. В подобном случае образуется неразветвленная группа R2, которая содержит концевые и/или боковые группы -R6-X. При альтернативном синтезе без первоначального отщепления защитных групп, предусматривающем только введение групп -R6-X, реагируют лишь концевые гидроксильные группы. Отщепление защитных групп можно реализовать позже. В этом случае образуется группа R2, которая содержит концевую группу -R6-X, а также боковые метилольные группы -CH2OH.
Применение соединений согласно изобретению
Новые соединения пригодны для применения в качестве поверхностно-активных веществ. Указанные соединения, в частности, пригодны для приготовления вязкоупругих растворов ПАВ, а следовательно, их можно использовать в качестве компонента загущающих композиций. Для применения в качестве поверхностно-активных веществ прежде всего пригодны соединения общей формулы (II), остатки R3 и R4 в которой не означают водород, в то время как остатки R2 обладают общей формулой (IIIb), (IIIc) или (IIId). Указанные соединения снижают поверхностное натяжение воды до типичных для ПАВ значений, составляющих менее 35 мН/м, и образуют мицеллы уже при концентрациях менее 0,1 г/л. Образующиеся мицеллы обладают чрезвычайно высокой стабильностью, вследствие чего поверхностно-активные вещества обладают низкой динамичностью.
Кроме того, в связи с присущими новым соединениям поверхностно-активными свойствами, а также в связи с их загущающим действием они пригодны, например, для применения в моющих и чистящих средствах, красках и лакокрасочных материалах, косметических и фармацевтических препаратах, вспомогательных средствах для бумажной, текстильной и кожевенной промышленности, композициях для питания людей и животных, в строительной отрасли, в пестицидных препаратах, а также в общем случае для приготовления эмульсий и дисперсий. В отличие от неполярных жидкостей указанные поверхностно-активные вещества снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз масла и воды в зависимости от типа масла и остатков R3 и R4 до значений, составляющих менее 5 мН/м.
Для применения в качестве поверхностно-активных веществ особенно пригоден, например, подвергнутый превращению с этиленоксидом трис-(3,5-ди-трет-бутил-2-гидроксифенил)метан, прежде всего соединение с числом этиленоксидных единиц на полиалкоксильную группу, составляющим от 9 до 14.
Приведенные ниже примеры служат для более подробного пояснения настоящего изобретения.
I) Синтез соединений согласно изобретению
Пример синтеза 1
Синтез трис(3,5-ди-трет-бутил-2-гидроксифенил)метана
Трис(3,5-ди-трет-бутил-2-гидроксифенил)метан (CAS-номер 143560-44-5) получают методом, описанным в М.В. Dinger, М.J. Scott, Eur. J. Org. Chem. 2000, 2467. Ниже трис(3,5-ди-трет-бутил-2-гидроксифенил)метан сокращенно называют также TRIS.
Пример синтеза 2
Синтез TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]3 путем этоксилирования TRIS 33-мя этиленоксидными единицами
В автоклаве объемом 2 литра суспендируют TRIS (100 г) в толуоле (150 мл) и добавляют трет-бутилат калия (3,0 г). Автоклав трижды продувают азотом, устанавливают предварительное давление азота около 1,3 бар и нагревают до температуры от 119 до 121°C. Дозируют этиленоксид (231 г) таким образом, чтобы температура оставалась в интервале от 119 до 130°C. В течение последующих 16 часов реагенты перемешивают при 90°C, автоклав продувают азотом, охлаждают до 70°C и выгружают реакционную смесь. Щелочной сырой продукт нейтрализуют торговыми силикатами магния, которые затем отделяют фильтрованием. Получают 263 г промежуточного продукта с гидроксильным числом 105,9 мг/г. На второй стадии к 239 г полученного, как указано выше, промежуточного продукта в двухлитровом автоклаве добавляют трет-бутилат калия (1,5 г). Автоклав трижды продувают азотом, устанавливают предварительное давление азота около 1,3 бар и нагревают до температуры от 119 до 121°С. Этиленоксид (231 г) дозируют таким образом, чтобы температура оставалась в интервале от 119 до 130°С. В течение последующих 16 часов реагенты перемешивают при 100°С, автоклав продувают азотом, охлаждают до 70°С и выгружают реакционную смесь. Щелочной сырой продукт нейтрализуют торговыми силикатами магния, которые затем отделяют фильтрованием. Указанным образом получают 307 г целевого соединения. Его гидроксильное число составляет 87,5 мг/г. Средняя степень этоксилирования вещества, определенная методом TAI-1H-ЯМР (J. Loccufier, M. van Bos, Е. Schacht, Polymer Bulletin, 1991, 27, 201), составляет 11 этиленоксидных единиц на фенольную гидроксильную группу.
Пример синтеза 3
Синтез TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]2[(-CH2-CH2-O)11-SO3Na] путем сульфатирования
Синтезированный в примере 2 продукт TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]3 растворяют в дихлорметане (45 г) и раствор охлаждают до температуры от 5 до 10°C. Затем по каплям добавляют хлорсульфокислоту (2,12 г) таким образом, чтобы температура не превысила 10°C. Реагенты выдерживают один час при 10°C, в течение ночи перемешивают при комнатной температуре, после чего реакционную смесь по каплям добавляют к водному раствору NaOH (50%, 1,98 г) таким образом, чтобы температура не превысила 10°C. Дихлорметан при небольшом разрежении и температуре от 30 до 45°C удаляют в ротационном испарителе. Продукт анализируют методом 1H-ЯМР и определяют водосодержание раствора (около 60%).
Пример синтеза 4
Синтез TRIS[(-CH2-CH2-O)11-SO3Y]3 (Y означает Na+, N H 4 +
Figure 00000016
) путем этоксилирования TRIS 33-мя этиленоксидными единицами и последующего полного сульфатирования
Продукт из примера синтеза 2 (30 г), аминосульфокислоту (CAS-номер 5329-14-6; 5,0 г) и каталитическое количество карбамида (17 мг) в течение 7 часов нагревают при 85°C. После охлаждения до комнатной температуры добавляют 35 г воды, и показатель pH полученного при этом раствора устанавливают на уровне 9 посредством 50-процентного раствора едкого натра. Продукт анализируют методом 1H-ЯМР и определяют водосодержание раствора (около 47%).
Пример синтеза 5
Синтез TRIS[(CH2CH(CH3)-O)3-(-CH2-CH2-O)13H]3 путем пропоксилирования TRIS девятью пропиленоксидными единицами и последующего этоксили-рования 39-ю этиленоксидными единицами
8 автоклаве суспендируют TRIS (27,7 г) в толуоле (49 г) и добавляют трет-бутилат калия (0,92 г). Автоклав трижды продувают азотом, устанавливают предварительное давление азота около 1,3 бар и повышают температуру до 135°C. Дозируют пропиленоксид (15,3 г) таким образом, что температура оставалась на уровне 13°C. В течение последующих 16 часов реагенты перемешивают при 135°C, автоклав продувают азотом, охлаждают до 70°C и выгружают реакционную смесь. Щелочной сырой продукт нейтрализуют торговыми силикатами магния, которые затем отделяют фильтрованием. Получают 85 г промежуточного продукта. На второй стадии в автоклаве 34 г полученного, как указано выше, промежуточного продукта растворяют в толуоле (70 мл) и добавляют трет-бутилата калия (1,0 г). Автоклав трижды продувают азотом, устанавливают предварительное давление азота около 1,3 бар и повышают температуру до 130°C. Дозируют этиленоксид (60 г) таким образом, чтобы температура оставалась на уровне 130°C. В течение последующих 16 часов реагенты перемешивают при 80°C, автоклав продувают азотом, охлаждают до 70°C и выгружают реакционную смесь. Щелочной сырой продукт нейтрализуют торговыми силикатами магния, которые затем отделяют фильтрованием. Указанным образом получают 73 г целевого соединения. Его гидроксильное число составляет 67,6 мг/г. Продукт анализируют методом 1H-ЯМР.
Пример синтеза 6
Алкоксилирование TRIS 24-мя глицидоловыми единицами и девятью этиленоксидными единицами
В автоклаве суспендируют TRIS (50 г) в толуоле (100 г), после чего добавляют трет-бутилат калия (1,7 г) и краун-эфир [18]krone-6 (4 г). Автоклав трижды продувают азотом, устанавливают предварительное давление азота около 1,3 бар и повышают температуру до 120°C. В течение 8 часов дозируют смесь глицидола (142 г) с этиленоксидом (31,5 г) таким образом, чтобы температура оставалась на уровне 120°C. В течение последующих 16 часов реагенты перемешивают при 80°C, автоклав продувают азотом, охлаждают до 70°C и выгружают реакционную смесь. Щелочной сырой продукт нейтрализуют торговыми силикатами магния, которые затем отделяют фильтрованием. Получают 200 г целевого продукта. Продукт анализируют методом 1H-ЯМР.
II) Физико-химические исследования
IIa) Методы исследования
Реология
Реологические свойства жидкости можно определять в экспериментах с пульсирующим сдвигом. Модуль аккумуляции G′ характеризует упругие свойства материала, в то время как модуль потерь G″ служит характеристикой его вязких свойств.
Поверхностная активность
Посредством тензиометра кольцевым методом Du Nouy (DIN EN 14210) определяют поверхностное натяжение ПАВ в водном растворе. По зависимости поверхностного натяжения от концентрации ПАВ определяют критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ).
Методом висячей капли определяют поверхностное натяжение на границе раздела между фазой водного раствора ПАВ и гексадеканом в качестве масляной фазы.
Метод наибольшего давления пузырька позволяет получать информацию относительно динамики молекулы и стабильности мицелл.
Реологические исследования
Серия исследований 1
Исследование TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]3
Определяют реологические свойства 0,25-процентного водного раствора TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]3 (согласно примеру синтеза 2) при 25°C. Результаты определения приведены на фиг.1 и 2. Вязкоупругие свойства образца (модуль аккумуляции и модуль потерь) приведены в виде функции деформации (фиг.1) и в виде функции частоты колебательной деформации (фиг.2).
Кроме того, определяют влияние концентрации электролита и температуры на вязкость водного раствора TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]3 при постоянной скорости сдвига 100 с-1. С этой целью исследуют однопроцентный раствор TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]3 соответственно в воде без добавления соли, в растворе хлорида натрия концентрацией 93 г/л и в растворе хлорида натрия концентрацией 185 г/л при варьировании температуры. Согласно приведенным на фиг.3 результатам вязкость растворов исследуемого вещества нечувствительна к содержанию соли в воде и температуре.
Поверхностная активность TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]3
Поверхностное натяжение составляет 32 мН/м (1 г/л, 25°C).
Критическая концентрация мицеллообразования в деминерализованной воде составляет 0,03 г/л (температура 25°C).
Поверхностное натяжение на границе раздела фаз деминерализованной воды и гексадекана составляет 4,7 мН/м (концентрация 1 г/л, время 10 минут, температура 25°C).
Исследование динамики
Результаты измерения динамического поверхностного натяжения показывают, что в отличие от коммерческих поверхностно-активных веществ, таких как этоксилированные спирты с алкильными цепями с 10-15 атомами углерода и степенью этоксилирования от 5 до 15 этиленоксидных единиц, TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]3 обладает низкой динамикой. Точнее говоря, заметная поверхностная активность наступает лишь через две секунды, на основании чего может быть сделан вывод, что мицеллы обладают очень высокой стабильностью. Это, в свою очередь, является отличительной особенностью вязкоупругих поверхностно-активных веществ.
Серия исследований 2
Исследование TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]2[(-CH2-CH2-O)11-SO3Na]
Результаты реологических исследований TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]2[(-CH2-CH2-O)11-SO3Na] приведены на фиг.4 и 5. Вязкоупругие свойства образца (модуль аккумуляции и модуль потерь) приведены в виде функции деформации (фиг.4) и в виде функции частоты колебательной деформации (фиг.5).
Поверхностная активность TRIS[(-CH2-CH2-O)11H][(-CH2-CH2-O)11-SO3Na]
Поверхностное натяжение в полностью обессоленной воде составляет 32,3 мН/м (1 г/л, 25°C).
Поверхностное натяжение на границе раздела фаз полностью обессоленной воды и гексадекана составляет 6,9 мН/м (концентрация 1 г/л, время 10 минут, температура 25°C). Низкая динамика свидетельствует о стабильности мицелл.
Серия исследований 3
Исследование TRIS[(-CH2-CH2-O)14H]3
Результаты реологического исследования TRIS[(-CH2-CH2-O)14H]3 (полученного аналогично примеру синтеза 2, однако с 42-мя, а не с 33-мя этиленоксидными единицами) приведены на фиг.6. Они свидетельствуют о частичном усилении вязких свойств образца при воздействии соли и температуры.
Поверхностная активность TRIS[(-CH2-CH2-O)14H]3
Поверхностное натяжение в полностью обессоленной воде составляет 34,8 мН/м (1 г/л, 25°C).
Поверхностное натяжение на границе раздела фаз полностью обессоленной воды и гексадекана составляет 6,4 мН/м (время 10 минут, температура 25°C). На основании низкой динамики (результатов измерения динамического поверхностного натяжения) может быть сделан вывод о стабильности мицелл.
Серия исследований 4
Исследование влияния характера замещения ароматических колец
Исследуют поверхностное натяжение водных растворов соединений согласно изобретению с варьируемым характером замещения фенильных колец (концентрация 0,1 мас.%), а также поверхностное натяжение на границе раздела фаз указанных растворов и гексадекана, причем исследованию подлежат следующие соединения:
А TRIS[(-CH2-CH2-O)11H]3
В TRIS[(-CH2-CH2-O)14H]3
С TRIS[(-СН2-CH2-O)11H]2[(-CH2-CH2-O)11-SO3Na]
Заместители R3 и R4, а также результаты исследования приведены в таблице 4. Остаток R1 во всех исследуемых соединениях означает водород.
Таблица 4
Тип R3 R4 Поверхностное натяжение [мН/м] Поверхностное натяжение на границе раздела фаз гексадекан/вода, [мН/м]
Кольцо Du Nouy Динамика (1 с)
А водород водород 57 62 19,6
А метил метил 48 62 12,8
А трет-бутил трет-бутил 33 60 5,4
В трет-бутил трет-бутил 35 58 6,4
С трет-бутил трет-бутил 32 68 6,9
Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что характер замещения фенильных колец оказывает существенное влияние на поверхностно-активные и вязкоупругие свойства соединений согласно изобретению.
Соединение с незамещенными фенильными кольцами отличается очень низкой поверхностной активностью. Соединение, замещенное метильными группами, обладает низкой поверхностной активностью, в то время как продукт с замещением трет-бутильными группами обладает высокой поверхностной активностью.
Таким образом, поверхностную активность предлагаемых в изобретении соединений можно регулировать простым методом.

Claims (14)

1. Производные трис(2-гидроксифенил)метана, отличающиеся тем, что они обладают общей формулой (I):
Figure 00000017

в которой остатки R1, R2 и R означают:
R независимо друг от друга означают от 0 до 4 неразветвленных или разветвленных алифатических углеводородных остатков с 1-6 атомами углерода в каждом фенильном кольце,
R1 означает остаток, выбранный из группы, включающей водород, гидроксил и углеводородные группы с 1-6 атомами углерода,
R2 независимо друг от друга означают остатки общей формулы (III) -(R5-O-)n-R6-X, в которой n означает число от 1 до 50,
причем остатки R5 независимо друг от друга выбраны из группы, включающей остатки R7, R8 и R9:
Figure 00000018

причем R6, X, R10 и R11 независимо друг от друга означают:
R6 означает простую связь или алкиленовую группу с 1-10 атомами углерода,
X означает водород или гидрофильную группу, причем гидрофильная группа является кислотной группой или остатком, содержащим по меньшей мере одну ОН-группу,
R10 означает водород или алифатический углеводородный остаток с 1-6 атомами углерода,
R11 означает группу формулы -(R5-O-)m-R6-X, в которой m означает число от 0 до 50,
и причем общее число z всех групп R5 в остатке R2 составляет от 1 до 50 при условии, что если по меньшей мере один X означает водород, то z означает число от 2 до 50.
2. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по п. 1, отличающиеся тем, что они обладают общей формулой (II):
Figure 00000019

в которой R1 и R2 такие, как указано выше, и R3 и R4 независимо друг от друга означают водород или неразветвленный или разветвленный алифатический углеводородный остаток с 1-6 атомами углерода.
3. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по п. 2, отличающиеся тем, что R3 и R4 соответственно означают трет-бутильный остаток.
4. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по п. 1, отличающиеся тем, что z означает число от 5 до 30.
5. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по п. 1, отличающиеся тем, что X означает кислотную группу, выбранную из группы, включающей карбоксильную группу -COOM, сульфокислотную группу -SO3M, сульфатную группу -OSO3M, группу фосфоновой кислоты
-РО2М2 и группу фосфорной кислоты -ОРО3М2, причем М означает Н+ или k-валентный противоион
Figure 00000020
.
6. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по п. 1, отличающиеся тем, что X означает моно- или олигосахаридный остаток.
7. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по п. 1, отличающиеся тем, что по меньшей мере одним из остатков R5 является остаток R7, причем остатки R10 в R7 независимо друг от друга означают водород, метил или этил.
8. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по п. 7, отличающиеся тем, что по меньшей мере 50% остатков R10 означают водород.
9. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по одному из пп. 1-3, отличающиеся тем, что остатки R2 независимо друг от друга обладают общей формулой (IIIa) -(R7-O-)n-R6-X, причем остатки R10 в R7 независимо друг от друга выбирают из группы, включающей водород, метил или этил, при условии, что по меньшей мере 50% остатков R10 означают водород и n означает число от 5 до 30.
10. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по одному из пп. 1-3, отличающиеся тем, что остатки R2 независимо друг от друга обладают общей формулой (IIIb) -(R7-O-)n-H, причем остатки R10 в R7 независимо друг от друга выбирают из группы, включающей водород, метил или этил, при условии, что по меньшей мере 50% остатков R10 означают водород и n означает число от 5 до 30.
11. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по одному из пп. 1-3, отличающиеся тем, что остатки R2 независимо друг от друга обладают общей формулой (IIIc)
-(-CH2-CH(R12)-O-)a-(-CH2-CH2-O-)b-H, причем алкиленоксидные блоки упорядочены в указанной в формуле (IIIc) последовательности, R12 означает углеводородный остаток с 1-6 атомами углерода, а также а и b в каждом случае означают число от 1 до 49, при условии, что сумма a+b составляет от 2 до 50.
12. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по одному из пп. 1-3, отличающиеся тем, что остатки R2 независимо друг от друга обладают общей формулой (IIId)
-(-CH2-CH(R13)-O-)n-R6-X, причем X по меньшей мере в одном из остатков R2 не означает водород, и R13 выбирают из группы, включающей водород, метил и этил, при условии, что по меньшей мере 20% остатков R5 означают водород.
13. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по п. 12, отличающиеся тем, что группа X означает карбоксильную группу -СООМ, сульфокислотную группу -SO3M или сульфатную группу -OSO3M, причем М такой, как указано выше.
14. Производные трис(2-гидроксифенил)метана по одному из пп. 1-4, отличающиеся тем, что остаток общей формулы (III) содержит остатки R8 и/или R9.
RU2012155044/04A 2010-05-20 2011-05-18 Производные трис(2-гидроксифенил)метана, их получение и применение RU2584156C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10163371 2010-05-20
EP10163371.7 2010-05-20
PCT/EP2011/058011 WO2011144643A1 (de) 2010-05-20 2011-05-18 Derivate von tris(2-hydroxyphenyl)methan, deren herstellung und verwendung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012155044A RU2012155044A (ru) 2014-06-27
RU2584156C2 true RU2584156C2 (ru) 2016-05-20

Family

ID=44170477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012155044/04A RU2584156C2 (ru) 2010-05-20 2011-05-18 Производные трис(2-гидроксифенил)метана, их получение и применение

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP2571923B1 (ru)
JP (1) JP2013529237A (ru)
KR (1) KR20130109010A (ru)
CN (1) CN102906156B (ru)
CA (1) CA2797286C (ru)
DK (1) DK2571923T3 (ru)
ES (1) ES2532536T3 (ru)
MX (1) MX341194B (ru)
RU (1) RU2584156C2 (ru)
WO (1) WO2011144643A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9184057B2 (en) 2011-03-18 2015-11-10 Basf Se Method for manufacturing integrated circuit devices, optical devices, micromachines and mechanical precision devices having patterned material layers with line-space dimensions of 50 nm and less
MX360810B (es) * 2011-10-18 2018-11-16 Wintershall Holding GmbH Uso de derivados de tris - (2 - hidroxifenil) metano para producción terciaria de petróleo.
WO2016178668A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-10 Milliken & Company Leuco triphenylmethane colorants as bluing agents in laundry care compositions
US20180119056A1 (en) * 2016-11-03 2018-05-03 Milliken & Company Leuco Triphenylmethane Colorants As Bluing Agents in Laundry Care Compositions
CN113038834B (zh) * 2018-12-18 2022-07-22 银都拉玛投资氧化物有限责任公司 二苯甲基化芳族表面活性剂

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0597806B1 (de) * 1992-11-11 1998-01-07 Ciba SC Holding AG Neue cyclohexylgruppenhaltige Glycidylether
US20040132830A1 (en) * 2001-01-19 2004-07-08 Finer Jeffrey T Triphenylmethane kinesin inhibitors
RU2247715C2 (ru) * 1999-11-16 2005-03-10 Хормос Медикал Корпорейшн Трифенилалкеновые производные и их применение в качестве селективных модуляторов рецепторов эстрогена

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3735056A1 (de) * 1987-10-16 1989-04-27 Basf Ag Verfahren zur herstellung von ether- und polyglykolethersulfonaten und nach diesem verfahren hergestellte produkte
DE4325237A1 (de) 1993-07-28 1995-02-02 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Alkoxylierungsprodukten in Gegenwart von mit Additiven modifizierten Mischhydroxiden
JP3991366B2 (ja) * 1995-11-08 2007-10-17 日本油脂株式会社 非イオン界面活性剤及びその製造方法
KR20010022196A (ko) * 1997-07-25 2001-03-15 존 엠. 쉬한 분산제 및 이로부터 제조한 분산액
WO2003082882A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-09 Nof Corporation Phospholipid derivative
DE10243361A1 (de) 2002-09-18 2004-04-01 Basf Ag Alkoxylatgemische und diese enthaltende Waschmittel
US7320952B2 (en) 2004-01-21 2008-01-22 Schlumberger Technology Corporation Additive for viscoelastic fluid
US7772164B2 (en) 2004-06-02 2010-08-10 Rhodia, Inc. Multicomponent viscoelastic surfactant fluid and method of using as a fracturing fluid
JP4664164B2 (ja) * 2005-09-09 2011-04-06 日東電工株式会社 トリスオキセタンエーテル化合物およびその製法、ならびにそれを用いた光導波路、光導波路形成用樹脂組成物
US7461694B2 (en) 2005-11-16 2008-12-09 Rhodia Inc. Methods for recovering oil from an oil reservoir
KR20090066161A (ko) 2007-12-18 2009-06-23 주식회사 동진쎄미켐 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0597806B1 (de) * 1992-11-11 1998-01-07 Ciba SC Holding AG Neue cyclohexylgruppenhaltige Glycidylether
RU2247715C2 (ru) * 1999-11-16 2005-03-10 Хормос Медикал Корпорейшн Трифенилалкеновые производные и их применение в качестве селективных модуляторов рецепторов эстрогена
US20040132830A1 (en) * 2001-01-19 2004-07-08 Finer Jeffrey T Triphenylmethane kinesin inhibitors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHVETS V.F. et al: "Stabilization of Finely Dispersed Suspensions of Water-Insoluble Organic Dyes by Nonionic Surfactants". Journal of Applied Chemistry of USSR, 1985, 58(6), 1220-1224. LEMYRE J.-L et al: "Characterization of a reverse micellar system by 1H NMR". Langmuir, 2010, 26, 6250-6255. *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130109010A (ko) 2013-10-07
JP2013529237A (ja) 2013-07-18
RU2012155044A (ru) 2014-06-27
CN102906156B (zh) 2015-09-09
EP2571923A1 (de) 2013-03-27
CN102906156A (zh) 2013-01-30
DK2571923T3 (en) 2015-03-23
EP2571923B1 (de) 2014-12-17
MX2012012951A (es) 2012-12-17
CA2797286A1 (en) 2011-11-24
CA2797286C (en) 2018-02-27
ES2532536T3 (es) 2015-03-27
WO2011144643A1 (de) 2011-11-24
MX341194B (es) 2016-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8618321B2 (en) Derivatives of tris(2-hydroxyphenyl)methane, their preparation and use
RU2584156C2 (ru) Производные трис(2-гидроксифенил)метана, их получение и применение
US7811473B2 (en) Branched surfactant having fluoroalkyl group and hydrocarbon group
JP2011509334A (ja) 界面活性剤として有用なアルキレンオキシドでキャップされた第2級アルコールアルコキシレート
CN100341832C (zh) 烷氧基化物混合物及其作为硬表面用清洁剂的用途
US5362832A (en) Fatty alcohol alkoxylate
KR20080041244A (ko) 지방 알콜 알콕실레이트를 함유하는 조성물
RU2392280C2 (ru) Фосфатированный алканол, его использование в качестве гидротропа и чистящая композиция, содержащая данное соединение
US7427588B2 (en) Ether sulfonate surfactants and process for making same
US9428432B2 (en) Derivatives of tris(2-hydroxyphenyl)methanes, preparation thereof and use thereof for mineral oil production
US20210189290A1 (en) Alkoxylated phenol derivatives
US4894485A (en) Alkaline earth metal salts of ether carboxylic acids as alkoxylation catalysts
US9212545B2 (en) Use of tris(2-hydroxyphenyl)methane derivatives for tertiary mineral oil production
EA030644B1 (ru) Производные трис-(2-гидроксифенил)метанов, их получение и применение
JPH06116587A (ja) 低起泡性非イオン界面活性剤
CN1215029C (zh) 一种烷氧基化反应制备烷氧基化合物的方法
CN1222495C (zh) 通过烷氧基化反应制备烷氧基化合物的方法
AU649979B2 (en) Fatty alcohol alkoxylate
JP4346992B2 (ja) グリセリンエーテル誘導体、非イオン性界面活性剤及び該グリセリンエーテル誘導体の製造方法
CN1507950A (zh) 一种用于烷氧基化反应的催化剂
JPS62164659A (ja) 界面活性剤の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170519